Ergonomische Arbeitssystemgestaltung im Spannungsfeld von Lean Production und Wandlungsfähigkeit

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1 »Teamwork-Forum Arbeitsplatzgestaltung«Bremen Mittwoch, 15. Mai 2013 Ergonomische Arbeitssystemgestaltung im Spannungsfeld von Lean Production und Wandlungsfähigkeit Dr. Martin Braun Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart

2 Agenda Ganzheitliche Produktionssysteme (GPS) Ergonomische Arbeitssystemgestaltung Grundsätze und Anwendungsbeispiele Weiterentwicklung der GPS

3 Herausforderungen und Chancen für produzierende Unternehmen am Standort Deutschland Bedarfsorientierte, qualitativ hochwertige Produkte mit integrierten Dienstleistungen. Bewältigung komplexer Prozesse mit qualifiziertem Personal. Wandlungsfähigkeit zur Erschließung neuer Märkte. Mensch Technik Organisation Motivation Initiative Qualifikation Gestaltung Zuverlässigkeit Produktivität Wandlungsfähigkeit

4 Unternehmen setzen auf Ganzheitliche Produktionssysteme (GPS) Das Gestaltungskonzept der Produktionssysteme hat sich in der industriellen Praxis bewährt. Funktionen und Aufgabenstellungen: Planung, Fertigen, Montieren, Steuerung, Logistik, Instandhaltung, Qualitätssicherung. Ziel: Koordination und Konsolidierung aller betrieblichen Aktivitäten, um kundenorientiert und effizient zu produzieren. Kernprinzip: Lean Produktion, d. h. verschwendungsarme, zuverlässige und effiziente Prozesse Quelle: ZF

5 Kernelemente eines Ganzheitlichen Produktionssystems Prinzipien Zieldimensionen Methoden Just-in-time Produktivität Qualität KVP / Kaizen A Fluss Takt Pull Störungsfreie Prozesse Null Fehler Flexibilität Mitarbeiterund Teamorientierung Wertstromdesign Flexible Standardisierung C D P

6 GPS verändern die Arbeitsabläufe: Fluss, Takt und Vermeidung von Verschwendung Von der stationären Montage zur Fließfertigung U-förmige Montagelinie Werkstückfluss Materialversorgung von außen nach dem Kanbanprinzip Quelle: Gerst 2012

7 Vorzüge einer verschwendungsarmen Arbeitsweise Transparente Abläufe. Konzentration auf das Wesentliche. Ruhiger Fluss, weniger technikbedingte und organisatorische Störungen. Produktives Arbeiten bei möglichst angemessener Beanspruchung. Verbesserte Ergonomie möglich: Greifraumgestaltung und Lastenhandhabung. Quelle: ZF

8 Auswirkung von GPS-Elementen und Methoden auf die Arbeit Angaben von 90 baden-württemberg. Industrieunternehmen mit ca Beschäftigten 5-S 61,8 36,4 1,8 TPM Standardisierung 55 41,5 28,3 42,5 30,2 2,5 Auswirkungen auf Arbeitsbedingungen verbessert Fließfertigung 6,4 29,8 63,8 unverändert verschlechtert U-Montage 15, ,4 Wertstromdesign 11,4 37,8 51,4 0% 20% 40% 60% 80% 100% Quelle: Pfäfflin, Schwarz-Kocher, Seibold 2011 / BMBF-Projekt»Balanced GPS«

9 Problemfelder in der Fließmontage Quelle: ZF / Fraunhofer 2010

10 Untersuchung einer Fließmontage: Auswirkungen auf subjektive Beschwerden des Bewegungsapparats (Mehrfachnennungen möglich) Quelle: Frieling, Nöring, Enriquez 2008

11 GPS und arbeitswissenschaftliche Gestaltungskriterien Arbeitswiss. Gestaltungskriterien Anforderungsvielfalt Lernmöglichkeiten Zeitliche Spielräume Kommunikation Sinnhaftigkeit Risiken der Ganzheitlichen Produktionssysteme Trennung der Zuständigkeiten für direkte und indirekte Aufgaben Einschränkung durch kurz getaktete und inhaltlich entleerte Arbeit Unter just-in-time-bedingungen (d. h. Eliminierung von Puffern) kaum vorhanden Durch enge zeitliche Bindung an Arbeitsplatz erheblich eingeschränkt Kennzahlenorientierung und hohe Leistungsziele stellen inhaltlichen Bezug zur Arbeit in Frage Quelle: Gerst 2012

12 Betrieblichen Entwicklungstrends wirken sich auf die individuelle Leistungsfähigkeit aus Produktivitätssteigerung Betr. Wandlungsfähigkeit Anforderungen/ Belastungen Beanspruchungsniveau Ergonomie Ausgeglich. Beanspr. Fehlbeanspruchung Leistungsfähigkeit, arbeitslebenslang Knappes Arbeitskräfteangebot Demografischer Wandel Beanspruchbarkeit/ Gesundheit Krankheit

13 Ergonomische Arbeitssystemgestaltung als erfolgskritischer Faktor Im Ganzheitlichen Produktionssystem muss der Mensch im Mittelpunkt stehen. Seine körperliche Leistungsfähigkeit und sein gesundheitliches Befinden werden maßgeblich durch die Arbeitsbedingungen beeinflusst. Ergonomische Arbeitsbedingungen beugen arbeitsbedingtem Kräfteverschleiß und langfristiger Leistungsminderung vor. Leistungsgeminderte Beschäftigte können bei angemessenen Leistungsanforderungen freizügiger im Arbeitssystem eingesetzt werden. Dies ist Voraussetzung für eine Rotation im Arbeitssystem. Eine Rotation im Arbeitssystem führt zur Aufgabenvielfalt und begünstigt Qualifikation und Identifikation mit der Aufgabe. Quelle: ZF

14 Prinzipien der ergonomischen Arbeitssystemgestaltung Ausgleichende Arbeitsbedingungen schaffen, z. B. in räumlich-zeitlicher Dimension oder hinsichtlich der Anwendung von Körperkräften. Organisatorisch: Tätigkeitsvielfalt, Job Rotation, Pausengestaltung, etc. Einstellung, Verhalten und Geschicklichkeit (indirekter Gestaltungsansatz) Adaptive Gestaltungslösungen für spezifische Personengruppen realisieren, z. B. hinsichtlich Körperlänge, Muskelkraft oder Sinnesleistung. Technisch: Anthropometrische Verstellbereiche für Körperhaltung, Wirkräume und Sehbereiche, Bewegungsfreiräume und Zugänge, Beleuchtung, etc. Verträglichkeit mit weiteren betrieblichen Gestaltungsanforderungen (z. B. Produktivität, Wandlungsfähigkeit) sichern.

15 Vergleich organisatorischer Gestaltungsoptionen am Montageband 1. Zykluszeit 1 Minute ohne Rotation (Bandmontage 1 Minuten-Takt) Bandmontage 2. Zykluszeit 3 Minuten ohne Rotation (Bandmontage 3 Minuten-Takt) Bandmontage 3. Arbeitsumfang 35 Minuten mit Rotation über anforderungsverschiedene Tätigkeiten (Logistik, Kommissionieren, Vormontage, Bandmontage) Logistik Kommiss. Vormont. Bandmont. 4. Arbeitsumfang 44 Minuten mit Rotation über anforderungsverschiedene Tätigkeiten (Logistik, Kommissionieren, Vormontage, Bandmontage, Prüfen) Logistik Kommiss. Vormont. Bandmont. Prüfen

16 Vergleich der psychischen Belastungen bei den Gestaltungsoptionen Bewertung der psych. Belastungen Qualifikationsanforderungen bezogen auf Durchschnittsniveau 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% Ermüdung Monotonie Sättigung Stress Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3 Szenario 4 Legende: Wohlbefinden Leichte Beeintr. Schwere Beeintr. Quelle: Buck 2011

17 Ergonomische Gestaltungsgrundsätze und -beispiele (1) Bewegungsgerechte Flächengestaltung am Arbeitsplatz (d. h. Zugänglichkeit, Bewegungsräume, Materialbereitstellung) Vermeidung von Arbeitserschwernissen durch Relativbewegungen von Montageband, Werkstück bzw. Werkzeug Bildquelle: ZF

18 Ergonomische Gestaltungsgrundsätze und -beispiele (2) Reduzierung von Fehlbeanspruchungen durch einseitige Körperhaltungen (d. h. Arbeits- und Andienhöhen, Wirkräume und Sichtbedingungen, Vermeidung von Zwangshaltungen). Reduzierung von muskulo-skelettalen Fehlbeanspruchungen durch Heben, Tragen und Schieben schwerer Teile (z. B. Einsatz von Handhabungsgeräten). Bildquellen: Lange et. al.: Kleine ergonomische Datensammlung, 2009 / ZF

19 Ergonomische Gestaltungsgrundsätze und -beispiele (3) Gestaltung der Umgebungsfaktoren Lärm, Licht und Klima. Reduzierung des Unfallrisikos infolge Quetschen und Stoßen etc. Bildquelle: ZF

20 Eingeschränkte Leistungsfähigkeit im»alterssimulationsanzug«eingeschränktes Sehvermögen mittels getönter Brille Erschwerte Beweglichkeit im Nacken- und Hüftbereich durch Manschetten Versteifte Gelenke durch Gewichte Eingeschränkter Tastsinn mittels Handschuhe Vortäuschter Kraftverlust in Händen und Armen Simulierte Fußheberschwäche durch Orthesen

21 Fazit Ganzheitliche Produktionssysteme haben sich in den Unternehmen etabliert. Sie verfolgen vornehmlich technologische und betriebswirtschaftliche Ziele. Der demografische Wandel (d. h. Fachkräftemangel) stärkt die Bedeutung einer menschengerechten Arbeitsgestaltung. Zur Sicherung der betrieblichen Nachhaltigkeit ist das Zielsystem der Ganzheitlichen Produktionssysteme um ergonomische Ziele zu erweitern. Es liegen Erkenntnisse und praktische Erfahrungen vor, wie ergonomische Ziele operationalisiert und in die Prinzipien bzw. Methoden des Produktionssystems integriert werden. Partizipative Ansätze erleichtern erfahrungsgemäß eine Weiterentwicklung der Produktionssysteme.

22 »Man sollte nie so viel zu tun haben, dass man zum Nachdenken keine Zeit mehr hat.«georg Christoph Lichtenberg ( ) Mathematiker und Physiker

23 Kontakt Dr. Martin Braun Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO Human Factors Engineering Nobelstraße 12, Stuttgart Tel. 0711/